(57)【要約】【課題】本考案は、分析対象試料を載せたMALDI型質量分析用ターゲットプレートを、分析対象試料を乾燥させることなくターゲットプレート上で処理反応を進行させることができるインキュベータ装置を提供することを目的とする。【解決手段】本考案は基台部と、基台部を覆い試料設置室を形成する蓋部と、試料設置室内に設置される、分析対象試料を載せることができるMALDI型質量分析用ターゲットプレートと、ターゲットプレート上の分析対象試料を所定の温度に加熱することができる加熱手段と、前記分析対象試料を構成する溶媒の蒸気を試料設置室内に供給する手段とを備えることを特徴とするインキュベータ装置に関する。【選択図】図３
0003120200.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
基台部と、
前記基台部を覆い試料設置室を形成する蓋部と、
試料設置室内に設置される、分析対象試料を載せることができるMALDI型質量分析用ターゲットプレートと、
前記ターゲットプレート上の分析対象試料を所定の温度に加熱することができる加熱手段と、
前記ターゲットプレート上の分析対象試料の乾燥を防ぐために、前記分析対象試料を構成する溶媒の蒸気を試料設置室内に供給する手段とを備えることを特徴とする、
分析対象試料を載せたMALDI型質量分析用ターゲットプレートのインキュベータ装置。
【請求項２】
蓋部がドーム状の形状を有することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
基台部と、
前記基台部を覆い試料設置室を形成する蓋部と、
試料設置室内を減圧するための減圧手段と、
試料設置室内に設置される、分析対象試料を載せることができるMALDI型質量分析用ターゲットプレートと、
前記ターゲットプレートを載置することができる熱伝導性のターゲットプレート載置部と、
前記ターゲットプレート載置部を加熱することにより前記ターゲットプレート上の分析対象試料を所定の温度に加熱することができるターゲットプレート載置部加熱装置と、
試料設置室内に設置される、試料設置室内に蒸気として供給される溶媒を収容することができる容器と、
前記容器を保持することができる熱伝導性の容器保持部と
前記容器保持部を加熱することにより前記容器中の溶媒を所定の温度に加熱することができる容器保持部加熱装置とを備えることを特徴とする、
分析対象試料を載せたMALDI型質量分析用ターゲットプレートのインキュベータ装置。
【請求項４】
蓋部がドーム状の形状を有することを特徴とする請求項３記載の装置。
【請求項５】
蓋部が基台部を気密に覆うことを特徴とする請求項３または４記載の装置。
【請求項６】
試料設置室内を減圧するための減圧手段が、吸引減圧装置と、一端が試料設置室に連通接続され他端が吸引減圧装置に連通接続された排気流路とを備えることを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
排気流路中にHEPAフィルタが備えられていることを特徴とする請求項６記載の装置。
【請求項８】
ターゲットプレート載置部加熱装置及び容器保持部加熱装置がそれぞれ、試料設置室と気密に隔絶されていることを特徴とする請求項３〜７のいずれか１項記載の装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、MALDI型質量分析におけるターゲットプレート上でのタンパク質処理に用いることができるインキュベータ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロテオーム研究では質量分析装置、特にマトリックス支援レーザ脱離イオン化法（MALDI）を用いた質量分析装置が用いられることが多い。
【０００３】
これまでMALDI型質量分析測定において、測定対象試料であるタンパク質を質量分析測定の前に生化学的あるいは化学的処理（例えばタンパク質のトリプシン消化）をする必要がある場合には、エッペンドルフチューブなどの反応容器中で所定の処理を行い、処理後の試料をMALDI型質量分析のためのターゲットプレートに載せて、質量分析測定を行うことが通常であった。
【０００４】
しかしながら上記方法は工程が複雑であるために、作業に時間がかかるうえ、ヒト由来ケラチンやナトリウムイオンなどにより試料が汚染される可能性が高いという問題があった。また、試料の移し替えが必要であるため、ピペットチップなどへの吸着により試料が損失するという問題があった。
【０００５】
本考案者は、上記問題点を克服するためには、処理前の分析対象試料を載せたMALDI型質量分析用ターゲットプレート上で試料の処理反応を行い、反応後にMALDI型質量分析を行うことが有効であると考えた。そして、MALDI型質量分析用ターゲットプレート上でウシ血清アルブミン、ラクトアルブミン、ラクトグロブリン、ミオグロビンのトリプシン分解反応を行い、MALDI型質量分析により各分解物の質量分析スペクトルを得た（Kajiwara H., J. Mass Spectrom. 2005; 40: 1503-1504 (2005)）。同文献で得られた質量分析スペクトルを図４に示す。同文献記載の方法により、トリプシン分解処理と質量分析とを別々に行う従来法で得られた質量分析スペクトルと実質的に同一の質量分析スペクトルを得ることができた。
【非特許文献１】Kajiwara H., J. Mass Spectrom. 2005; 40: 1503-1504 (2005)
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
Kajiwara H., J. Mass Spectrom. 2005; 40: 1503-1504 (2005) では、ターゲットプレート上での反応を、ターゲットプレートを蓋で覆った状態で行った。
【０００７】
しかしながら、ターゲットプレート上に載せる試料は微量（典型的には１〜２μL）であるため、単に蓋を被せるだけでは反応中に試料が乾燥してしまうという問題があった。
【０００８】
そこで本考案は、分析対象試料を載せたMALDI型質量分析用ターゲットプレートを、分析対象試料を乾燥させることなく、適切な処理温度に保持することによりターゲットプレート上で処理反応（例えばトリプシン処理）を進行させることができるインキュベータ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本考案は以下の考案を包含する。
１．
基台部と、
前記基台部を覆い試料設置室を形成する蓋部と、
試料設置室内に設置される、分析対象試料を載せることができるMALDI型質量分析用ターゲットプレートと、
前記ターゲットプレート上の分析対象試料を所定の温度に加熱することができる加熱手段と、
前記ターゲットプレート上の分析対象試料の乾燥を防ぐために、前記分析対象試料を構成する溶媒の蒸気を試料設置室内に供給する手段とを備えることを特徴とする、
分析対象試料を載せたMALDI型質量分析用ターゲットプレートのインキュベータ装置。
２．
蓋部がドーム状の形状を有することを特徴とする１．記載の装置。
【００１０】
３．
基台部と、
前記基台部を覆い試料設置室を形成する蓋部と、
試料設置室内を減圧するための減圧手段と、
試料設置室内に設置される、分析対象試料を載せることができるMALDI型質量分析用ターゲットプレートと、
前記ターゲットプレートを載置することができる熱伝導性のターゲットプレート載置部と、
前記ターゲットプレート載置部を加熱することにより前記ターゲットプレート上の分析対象試料を所定の温度に加熱することができるターゲットプレート載置部加熱装置と、
試料設置室内に設置される、試料設置室内に蒸気として供給される溶媒を収容することができる容器と、
前記容器を保持することができる熱伝導性の容器保持部と
前記容器保持部を加熱することにより前記容器中の溶媒を所定の温度に加熱することができる容器保持部加熱装置とを備えることを特徴とする、
分析対象試料を載せたMALDI型質量分析用ターゲットプレートのインキュベータ装置。
【００１１】
４．
蓋部がドーム状の形状を有することを特徴とする３．記載の装置。
５．
蓋部が基台部を気密に覆うことを特徴とする３．または４．記載の装置。
【００１２】
６．
試料設置室内を減圧するための減圧手段が、吸引減圧装置と、一端が試料設置室に連通接続され他端が吸引減圧装置に連通接続された排気流路とを備えることを特徴とする３．〜５．のいずれかに記載の装置。
７．
排気流路中にHEPAフィルタが備えられていることを特徴とする６．記載の装置。
８．
ターゲットプレート載置部加熱装置及び容器保持部加熱装置がそれぞれ、試料設置室と気密に隔絶されていることを特徴とする３．〜７．のいずれかに記載の装置。
【００１３】
なお本明細書において、「MALDI型質量分析」とは、マトリックス支援レーザ脱離イオン化法を用いた質量分析法を指す。
【考案の効果】
【００１４】
本考案に係る装置により、分析対象試料を載せたMALDI型質量分析用ターゲットプレートを、分析対象試料を乾燥させることなく、適切な処理温度に保持することによりターゲットプレート上で処理反応（例えばトリプシン処理）を進行させることができる。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１５】
本考案に係るインキュベータ装置（１）の上面図を図１に、Ａ−Ａ断面図を図２に、使用状態を示す斜視図を図３に示す。以下図１〜３を参照して本考案を説明する。
【００１６】
インキュベータ装置（１）は基台部（３）と、基台部（３）を覆い試料設置室（５）を形成する蓋部（７）と、試料設置室（５）内に設置される、分析対象試料を載せることができるMALDI型質量分析用ターゲットプレート（９）と、試料設置室（５）内に設置された前記ターゲットプレート（９）上の分析対象試料を所定の温度に加熱することができる加熱手段（後述）と、試料設置室（５）内に設置された前記ターゲットプレート（９）上の分析対象試料の乾燥を防ぐために、前記分析対象試料を構成する溶媒の蒸気を試料設置室内に供給する手段（後述）とを備えることを特徴とする。
【００１７】
蓋部（７）は、基台部（３）を気密に覆うものであることが好ましい。例えば図２に示すように、蓋部７の周面下端部（７ａ）は基台部（３）の上面周縁部の溝（３１）に気密に嵌合されていることが好ましい。蓋部（７）は透明または半透明のプラスチックまたはガラスにより形成されることが好ましい。蓋部（７）は、上記溶媒の蒸気が蓋内面で結露した場合に、溶媒がターゲットプレート（９）に滴り落ちることなく、蓋内面に沿って周壁下方向に流れるように構成されることが好ましい。このような構成の蓋部としては、図２及び３に示す通り、ドーム状の形状のものが好ましい。
【００１８】
本考案において「ターゲットプレート（９）上の分析対象試料を所定の温度に加熱することができる加熱手段」は、一例を挙げれば、図１〜３に示す通り、試料設置室（５）内において、ターゲットプレート（９）を載置することができる熱伝導性のターゲットプレート載置部（１１）と、基台部（３）の上面の凹部内に配置された、ターゲットプレート載置部（１１）を加熱することにより前記ターゲットプレート（９）上の分析対象試料を所定の温度に加熱することができるターゲットプレート載置部加熱装置（１３）とから構成される。熱伝導性のターゲットプレート載置部（１１）は熱伝導性材料、例えばアルミニウム、ステンレス鋼などから形成される。ターゲットプレート載置部（１１）は、ターゲットプレート載置部加熱装置（１３）と一体に形成されたものであってもよい。ターゲットプレート載置部加熱装置（１３）の出力温度は、ターゲットプレート載置部加熱装置の調節ツマミ（１５）により調整可能である。図示してはいないが、ターゲットプレート載置部加熱装置（１３）とターゲットプレート載置部加熱装置の調節ツマミ（１５）とは常法により接続される。
【００１９】
本考案において「ターゲットプレート（９）上の分析対象試料の乾燥を防ぐために、前記分析対象試料を構成する溶媒の蒸気を試料設置室内に供給する手段」は、一例を挙げれば、図１〜３に示す通り、試料設置室（５）内に設置される、試料設置室（５）内に蒸気として供給される溶媒（１７）を収容することができる容器（１９）と、試料設置室（５）内において、前記容器（１９）を保持することができる熱伝導性の容器保持部（２１）と、基台部（３）の上面の凹部内に配置された、前記容器保持部（２１）を加熱することにより前記容器（１９）中の溶媒を所定の温度に加熱することができる容器保持部加熱装置（２３）とから構成される。容器（１９）中の溶媒（１７）を所定温度に加熱することにより、試料設置室（５）内に溶媒蒸気の飽和状態を形成して、ターゲットプレート（９）上の分析対象試料の乾燥を防ぐことができる。熱伝導性の容器保持部（２１）は熱伝導性材料、例えばアルミニウム、ステンレス鋼などから構成される。容器保持部（２１）は図１〜３に示すように、容器（１９）を挿入保持するための凹部（２７）を有していることが好ましい。容器保持部加熱装置（２３）の出力温度は、容器保持部加熱装置の調節ツマミ（２５）により調整可能である。図示してはいないが、容器保持部加熱装置（２３）と容器保持部加熱装置の調節ツマミ（２５）とは常法により接続される。
【００２０】
本装置ではターゲットプレート（９）上の分析対象試料の温度と、容器（１９）中の溶媒（１７）の温度とを独立に制御できる。分析対象試料がタンパク質水溶液である場合、分析対象試料の温度は２０〜３７℃に保持されることが好ましい。また、溶媒（水）の温度は例えば４０〜８０℃に保持することが好ましい。
【００２１】
質量分析対象試料は、ターゲットプレート上での処理反応後に迅速に乾燥させることが好ましい場合がある。そこで、本考案に係るインキュベータ装置は更に、試料設置室（５）内を減圧するための減圧手段を備えていることが好ましい。本考案のこの態様では、試料設置室（５）内を減圧することにより、ターゲットプレート（９）上の分析対象試料を、処理反応後に迅速に乾燥することが可能である。また、試料設置室（５）内を減圧することにより、容器（１９）中の溶媒（１７）の蒸発を促進して、試料設置室内の空間を溶媒の蒸気で迅速に満たすことができる場合もある。ただし、ターゲットプレート（９）上の分析対象試料が、試料設置室（５）内の減圧による乾燥により不活性化等の損傷を受け易いものである場合には、試料設置室（５）内の減圧を行わずに常圧に保持し、容器（１９）中の溶媒（１７）を所定温度に加熱することにより、試料設置室（５）内に溶媒蒸気の飽和状態を形成することが適当である。試料設置室（５）内を減圧するための減圧手段は、典型的には、吸引減圧装置（図示せず）と、一端が試料設置室（５）に連通接続され他端が吸引減圧装置に連通接続された排気流路（２９）とから構成される。排気流路（２９）中に、HEPAフィルタ（High Efficiency Particulate Air Filter）を設けることが好ましい。排気流路中にHEPAフィルタを設けることにより、吸引減圧装置を停止して減圧状態から常圧に戻す際に、外部から排気流路を通って試料設置室に向かう気流の勢いが緩やかとなるため、ターゲットプレート上での試料の飛散が防止できる。また、減圧状態から常圧に戻す際に排気流路を通って試料設置室に向かう外部の空気が排気流路中のHEPAフィルタを通過して外部空気中のケラチンなどのゴミがHEPAフィルタに吸着されるため、ゴミの混入による分析対象試料の汚染を防ぐことができる。排気流路は図１〜３においては基台部（３）を貫通するように設けられているが、蓋部（７）を貫通するように設けられていても良い。減圧を効率的に行うためには蓋部（７）は基台部（３）を気密に覆うことが好ましい。例えば、図示した通り、蓋部７の周面下端部（７ａ）は基台部（３）の上面周縁部の溝（３１）に気密に嵌合されていることが好ましい。
【００２２】
また試料設置室（５）には溶媒の蒸気が充満するため、火災などの事故を防ぐためには、ターゲットプレート載置部加熱装置（１３）及び容器保持部加熱装置（２３）がそれぞれ、試料設置室（５）と気密に隔絶されていることが好ましい。例えば、図２において、基台部（３）の上面の凹部内に配置されたターゲットプレート載置部加熱装置（１３）を覆うように設けられたターゲットプレート載置部（１１）の周側面の下端部と該下端部に隣接する基台部（３）上面の領域との間にゴムなどによる気密シールを設けるか、ターゲットプレート載置部（１１）の周壁面の下端部と該下端部に隣接する基台部（３）上面の領域とを気密に溶接することにより、ターゲットプレート載置部加熱装置（１３）と試料設置室（５）とを気密に隔絶することが可能である。同様に、基台部（３）の上面の凹部内に配置された容器保持部加熱装置（２３）を覆うように設けられた容器保持部（２１）の周側面の下端部と該下端部に隣接する基台部（３）上面の領域との間にゴムなどによる気密シールを設けるか、容器保持部（２１）の周側面の下端部と該下端部に隣接する基台部（３）上面の領域とを気密に溶接することにより、容器保持部加熱装置（２３）と試料設置室（５）とを気密に隔絶することが可能である。
【００２３】
本考案に係るインキュベータ装置はまた、ターゲット上での処理反応を行うことなく、単に、分析対象試料を載せたMALDI型質量分析用ターゲットプレートを乾燥させる目的でも使用することができる。この場合、容器（１９）内には溶媒を入れず、試料設置室（５）内の減圧と、ターゲットプレート載置部（１１）の加熱のみを行えばよい。
【００２４】
次に本考案に係るインキュベータ装置を用いて、MALDI型質量分析用ターゲットプレート上でタンパク質のトリプシン分解を行い、MALDI型質量分析により各分解物の質量分析スペクトルを得る手順の一例を示す。
【００２５】
TA液 (0.1% トリフルオロ酢酸：アセトニトリルの2:1混合液) 中に、解析しようとするタンパク質を 1mg/ml 程度の濃度に溶解した溶液 1〜2 μl を、MALDI型質量分析用ターゲットプレート (例えば、MTPアンカーターゲット (Bruker daltonics 社製)) に滴下し、試料が乾かないうちに直ちに、TA液に溶解したマトリックス (飽和シナピン酸/TA液) 1μl を更に滴下する。次いで、ターゲットプレート載置部にターゲットプレートを載置し、蓋部で覆う。
【００２６】
蓋部で覆った後、試料設置室内を減圧して、ターゲットプレート上の試料を乾燥させる。トリプシン分解前のタンパク質の質量分析が必要な場合は、前記乾燥後、常法に従いMALDI-TOF-MS法等によりタンパク質の質量分析を行うことができる。質量分析装置は、例えば Ultraflex マススペクトルメーター (Bruker daltonics 社製) を用いることができる。
【００２７】
前記乾燥後のターゲットプレート上の試料に、0.1% n-ドデシル-p-D-マルトシドと10% アセトニトリルを含む 20mM 炭酸水素アンモニウム中にトリプシンを4 pmol の濃度で溶解させた溶液2〜4μl 程度を滴下する。n-ドデシル-p-D-マルトシドに代えて、RapiGest (商標) シリーズ等の他の界面活性剤を用いることもできる。滴下後直ちに蓋部で覆う。試料の乾燥を防ぐためには、予め、試料が載せられていない他のターゲットプレートの穴には溶媒のみを載せておくことが好ましい。更にまた、溶媒容器(19) 内にも溶媒を入れ、溶媒を適当な温度に加温することにより、試料設置室内を溶媒の蒸気で飽和させることが好ましい。
【００２８】
ターゲットプレート上の試料温度を25℃に維持し、30分間静置する。この間にトリプシンによる分解反応が進行する。
【００２９】
30分後に、試料設置室内を減圧して、ターゲットプレート上の試料を乾燥させる。
前記乾燥後、ペプチド用のマトリックス (エタノール/アセトニトリル 1/2 混合液中にα-シアノ-4-ヒドロキシ桂皮酸を 0.33 mg/ml の濃度で溶解した溶液) を添加し、乾燥後、常法に従いMALDI-TOF-MS法等によりタンパク質の質量分析を行うことができる。質量分析装置は、例えば Ultraflex マススペクトルメーター (Bruker daltonics 社製) を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本考案に係るインキュベータ装置の上面図である。
【図２】本考案に係るインキュベータ装置のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本考案に係るインキュベータ装置の使用状態を示す斜視図である。
【図４】Kajiwara H., J. Mass Spectrom. 2005; 40: 1503-1504 (2005) において、ターゲットプレート上でウシ血清アルブミン、ラクトアルブミン、ラクトグロブリン、ミオグロビンのトリプシン分解を行い、MALDI型質量分析を行って得られた各分解物の質量分析スペクトルを示す。
【符号の説明】
【００３１】
１・・・インキュベータ装置、３・・・基台部、５・・・試料設置室、７・・・蓋部、７ａ・・・蓋部の周面下端部、９・・・ターゲットプレート、１１・・・ターゲットプレート載置部、１３・・・ターゲットプレート載置部加熱装置、１５・・・ターゲットプレート載置部加熱装置の調節ツマミ、１７・・・溶媒、１９・・・容器、２１・・・容器保持部、２３・・・容器保持部加熱装置、２５・・・容器保持部加熱装置の調節ツマミ、２７・・・凹部、２９・・・排気流路、３１・・・溝
【図１】
0003120200.tif 000003
【図２】
0003120200.tif 000004
【図３】
0003120200.tif 000005
【図４】
0003120200.tif 000006